無機保溫砂漿在太陽能建筑示范項目中的應用研究

孟 淵 楊樹新 田斌守 梁 斌 王本明 藺瑞山（甘肅省建材科研設計院，甘肅 蘭州 730020；2甘肅省建筑材料安全性檢測與評價工程技術研究中心，甘肅 蘭州 730020）

1 前言

20世紀80年代以來，我國建筑業取得了突飛猛進的發展，目前全國城鄉既有建筑面積已達420億平方米。國家權威部門預計，到2020年底，全國新增房屋建筑面積將達250至300億平方米。每年新增建筑竣工面積15-20億平方米。我國早已成為世界第一大房屋建筑市場，現在每年新增建筑面積超過所有發達國家建筑面積的總和。

我國房屋建筑面積的迅速增加，也直接導致了建筑能耗比例的加重，建筑單位面積采暖能耗指標達到相近氣候條件下發達國家的2-3倍，采暖能耗占國民經濟總能耗的27.5%，并且隨著城市化進程的加快和人民生活水平的提高，這一比例會持續提高。這樣，開發一種既具有節能保溫，又安全、耐久，與建筑物主體結構同壽命的整體式保溫體系就顯得尤為重要。本文以甘肅省建材科研設計院新型建筑材料中試基地太陽能采暖暨既有建筑節能改造工程為例，參照《膨脹?；⒅楸厣皾{建筑構造》中的工藝要求進行施工，并對改造前后建筑物保溫性能測試，以建筑圍護結構熱工計算對測試數據進行分析研究，結果表明，用阻燃保溫砂漿節能改造后的建筑物的節能效果提高明顯。

2 試驗概況

試驗地點為蘭州市永登縣柳樹鄉復興村甘肅省建材科研設計院中試基地，海拔2100米，屬于寒冷地區，建筑物為一層磚混結構，建筑物面積為314m2，改造前建筑物外圍護結構為370mm磚墻，門為木質門，窗為木質單層玻璃窗，屋頂為現澆鋼筋混凝土屋面，地面為普通混凝土地面。改造后建筑物狀況見表1的改造方案。試驗設備包括溫度與熱流巡回檢測儀、溫度計、熱流計，電暖氣等。試驗設備布置方法為：測試房間安裝溫度與熱流巡回檢測儀，在被測墻體的內外側貼上熱流計和溫度傳感器，在房間懸置溫度計，并擺放電暖器。見圖1。

圖1 改造前后建筑物

3 試驗過程

本試驗主要分為兩部分完成，試驗時間為2014年1月5日至2014年1月20日，共計15天時間。建筑物已經開始采暖，改造前建筑物保溫性能及溫度變化以一間同條件未改造的房屋為準，改造后建筑物的保溫性能及溫度變化以已經改造完成的建筑物為準，測試房間的面積均為18.5m2。為了測試改造前后能耗狀況，從2014年1月10日至1月20日，在測試房間安置電暖氣及電度表，控制屋內溫度為18℃時的能耗狀況。

4 節能改造的做法及傳熱系數計算

改造方案為：外圍護采用內墻抹30mm厚阻燃保溫砂漿和外墻抹40mm厚阻燃保溫砂漿組合節能保溫措施，屋面采用100mmEPS聚苯保溫板加150mm水泥爐渣找坡，用40mm阻燃保溫砂漿做保護層，SBS防水卷材做防水層；地面150mm厚超輕陶粒混凝土。戶門使用前板1.0mm，后板0.8mm，門框1.8mm厚鐵皮，內部填充100mm厚聚氨酯發泡保溫及粘接，在縫隙處也均填充聚氨酯發泡膠密封，使通過門窗框或扇型材散失熱量的途徑被阻斷，達到高能效的斷熱目的。窗戶使用現在保溫隔熱效果較好的5+12A+5中空玻璃斷橋窗戶。

改造做法及傳熱系數見表1。

表1 改造做法及傳熱系數

表2 改造前后圍護結構傳熱系數

5 結果及分析

5.1 改造前后圍護結構傳熱系數的變化

改造前后建筑物圍護結構傳熱系數的測試值見表2，墻體和屋頂的傳熱系數測試曲線見圖2、圖3。

改造前后的測試曲線圖見圖2、圖3。

圖2 改造前后墻體傳熱系數

圖3 改造前后屋頂傳熱系數

從圖表中可以看出：1）改造前后墻體及屋頂的傳熱系數明顯減小，說明墻體的保溫性能明顯增加，節能效果明顯。2）從傳熱系數的曲線中可以看出，改造后的傳熱系數曲線較改造前的傳熱系數曲線波動較小，說明改造后隨著圍護結構保溫性能的增加，建筑物的熱穩定性也隨之增加。

5.2 改造前后室內溫度

改造前后室內外溫度的變化曲線見圖4。

圖4 改造前后室內外溫度變化曲線

在圖4中，最下邊的曲線是建筑物測試期間室外的環境溫度，中間一條曲線是建筑物改造前室內的溫度，最上面的一條曲線是改造后建筑物的溫度。從圖中可以看出，在室外溫度變化時，改造前的比改造后的溫度變化更靈敏，并且改造后的溫度較改造前高出3-5℃，表明在實際采暖狀態下，改造后的建筑物具有更好的保溫性能和舒適度。

5.3 實測電耗的比較

測試電耗時，從2014年1月10日至1月20日，保持室內溫度18℃恒溫，由于該建筑物具有供暖系統，并且不便關閉，所以電加熱只是一個補償熱源，改造前，測試房間的平均日耗電量為12.89kWh（46.41MJ）；改造后測試房間的平均日耗電量為7.58 kWh（27.29MJ），改造前后的電耗見圖5。

圖5 改造前后恒溫階段耗電量

測試結果表明，在1月10日至1月20日之間較長恒溫階段，改造后的建筑物較改造前節能41.20%，說明改造后可以用較少的能耗維持與改造前同樣的室內溫度。

6 結 語

1）按理論計算的圍護結構材料保溫性能，改造前后，圍護墻體和屋頂的傳熱系數由1.82W/(m2·K)和2.06W/(m2·K)降為 0.62W/(m2·K)和 0.46W/(m2·K)。

2）在室外溫度變化時，改造前的比改造后的溫度變化更靈敏，并且改造后的溫度較改造前高出3-5℃，表明在實際采暖狀態下，改造后的建筑物具有更好的保溫性能和舒適度。

3）維持恒定室溫階段，改造后的建筑物較改造前節能41.20%，節能效果顯著。

[1]甘肅省工程建設標準膨脹?；⒅楸厣皾{建筑構造DBJT25-136-2012

[2]田斌守.建筑節能現場檢測方法[J].工程質量,2009(12)

[3]山西省工程建設地方標準?；⒅楸厣皾{應用技術規程DBJ04-250-2007

[4]田斌守.建筑節能檢測技術（第二版）[M].北京：中國建筑工業出版社,2011

[5]楊曉晶.玻化微珠保溫砂漿基本性能試驗研究及技術與經濟分析[D].太原理工大學，2009